Мікробіом фруктів і овочів позитивно впливає на різноманітність бактерій у кишківнику людини. Це нещодавно довела команда дослідників Інституту екологічної біотехнології Технічного університету Граца (TU Graz). І це перший доказ того, що рослинні мікроби здатні колонізувати кишківник людини, передає EastFruit.
У дослідженні, опублікованому в журналі Gut Microbes, дослідники наголошують, що бактеріальне розмаїття в кишківнику відіграє важливу роль у здоров’ї людини. Ключове питання, однак, полягає в тому, звідки береться це розмаїття? Відомо, що важлива частина материнської мікробіоми передається дитині при народженні, і те ж саме відбувається в період грудного вигодовування через грудне молоко. Однак команда під керівництвом Вісну Аді Вічаксоне і Габріеле Берг з Інституту екологічної біотехнології Технічного університету Граца змогла довести, що рослинні мікроорганізми з фруктів і овочів сприяють різноманітності мікробіома людини (Wicaksono et al., 2023).
Мікробіом – збірна назва мікроорганізмів, що перебувають у симбіозі з організмом господаря. Також під мікробіомом мають на увазі сукупність геномів мікробних популяцій у людині.
Як зазначають дослідники, мікробіом свіжих фруктів і овочів та кишківника людини представлений бактеріями Enterobacterales, Burkholderiales і Lactobacillales. Потенційно вплив бактерій через споживання фруктів і овочів цілюще впливає на функціональне розмаїття мікробіоти кишківника, зокрема, завдяки наявності передбачуваних генів, що сприяють здоров’ю, для виробництва вітамінів і коротколанцюгових жирних кислот. У кишківнику людини вони були присутні постійно, хоча й у невеликій кількості – близько 2,2%. Вік людини, частота споживання овочів і різноманітність споживаних рослин були чинниками, що сприяли збільшенню їхньої частки. Загалом, результати дослідження дають змогу встановити один з основних зв’язків між мікробіомом людини та мікробіомом довкілля. Це дослідження показало, що мікроорганізми, отримані з фруктів і овочів, можуть бути виявлені в кишківнику людини та робить внесок у різноманітність мікробіома кишківника.
Інфографіка подається мовою оригіналу
Авторам вдалося довести, що частота споживання фруктів і овочів та різноманітність споживаних рослин впливають на кількість пов’язаних із фруктами та овочами бактерій у кишківнику людини. Особливо раннє дитинство являє собою вікно можливостей для колонізації бактеріями, пов’язаними зі споживанням фруктів і овочів. Також було продемонстровано, що мікроорганізми рослинного походження мають пробіотичні та оздоровчі властивості.
Мікробіом – це сукупність усіх мікроорганізмів, що колонізують макроорганізм (людину, тварину, рослину) або його частину, наприклад, кишківник або фрукт. Хоча окремі мікробіоми стають дедалі зрозумілішими, мало що відомо про їхні взаємозв’язки. Вісну Аді Вічаксоне говорить про те, що споживання фруктів і овочів, особливо в дитинстві, позитивно впливає на розвиток імунної системи в перші три роки життя, оскільки в цей час розвивається кишковий мікробіом. Але навіть після цього різноманітність бактерій кишківника корисна для здоров’я. “Це просто впливає на все. Різноманітність впливає на стійкість усього організму; вища різноманітність передає більше стійкості”, – каже голова Інституту Габріеле Берг.
Для того, щоб визначити, що споживання фруктів і овочів та їхніх мікробіомів справді призводить до змін у кишковому мікробіомі, команда спершу створила каталог даних мікробіому з фруктів і овочів, що дало їм змогу привласнити їхні бактерії. Вони порівняли ці дані із загальнодоступними даними з двох досліджень кишкової флори. Проєкт TEDDY вивчав розвиток немовлят у довгостроковому дослідженні, а проєкт American Gut Project вивчав кишковий мікробіом дорослих – обидва проєкти також збирали дані про споживання їжі випробовуваними. Загалом дослідники мали у своєму розпорядженні метагеномні дані з близько 2500 зразків калу, кожен з яких містив від одного до десяти мільйонів послідовностей – загалом було оцінено кілька мільярдів послідовностей. Використовуючи цей великий набір даних, можна було довести наявність мікрофлори фруктів і овочів у кишківнику. Цей доказ є важливим будівельним блоком у підтвердженні концепції ВООЗ “Одне здоров’я”, яка тісно пов’язує здоров’я людини, тварин і навколишнього середовища.
Мікроби, що мешкають у ґрунті, рослинах і людині, взаємопов’язані (Sessitsch et al., 2023), оскільки мікробіом ґрунту є важливим резервуаром мікробіому рослин, вчені припускають, що сільськогосподарські практики впливають не тільки на мікробне різноманіття ґрунту, а й на мікробне розмаїття фруктів та овочів, а, отже, на мікробне розмаїття кишківника.
По мірі того, як людська діяльність скорочує природні екосистеми й знищує природні бактерії, зниження надходження мікроорганізмів із сільськогосподарських продуктів може в майбутньому негативно позначитися на здоров’ї людей. Ми тільки починаємо усвідомлювати масштаб цих наслідків.
Щоб глибше вивчити цей зв’язок, разом із міжнародними колегами й в рамках проєкту HEDIMED, що фінансується ЄС, Габріеле Берг з Інституту екологічної біотехнології вже працює над інтервенційним дослідженням, у якому люди на трьох континентах їстимуть однакові продукти протягом певного періоду часу, після чого буде проведено аналіз. Але навіть крім цього, Габріеле Берг бачить безліч сфер, на які можуть вплинути результати дослідження, починаючи з найперших стадій вирощування, адже ґрунт, добрива і пестициди впливають на рослинний мікробіом. Залежно від результатів запланованого дослідження, можуть з’явитися нові персоналізовані пропозиції для здорового харчування. Адже кожен фрукт і овоч має унікальний мікробіом, і тому, можливо, коли-небудь можна буде скласти персоналізовану дієту на основі цієї інформації.
За словами Катерини Звєрєвої, керівника сайту Міжнародної інформаційно-аналітичної платформи EastFruit, директорки з розвитку Української плодоовочевої асоціації, останні дослідження в галузі мікробіому фруктів та овочів і їхнього впливу на здоров’я людини стосуються основних ключових моментів, пов’язаних із користю вживання овочів та фруктів для здоров’я, створення персоналізованих дієт на основі унікальних мікробіомів різної плодоовочевої продукції, а також впливу сільськогосподарських методів (наприклад, використання пестицидів) у виробництві плодів і овочів на здоров’я людини. Так, як вище повідомляв EastFruit, дослідження, проведене в Технологічному університеті Граца, показало, що мікроорганізми з фруктів і овочів можуть заселяти кишківник людини, збільшуючи бактеріальну різноманітність. Це дуже важливо, оскільки різноманітний мікробіом кишківника пов’язаний з поліпшенням здоров’я і стійкістю організму до хвороб.
Мікробіом людини посідає ключове місце в цьому дослідженні, під час якого було встановлено зв’язки між ним і такими захворюваннями, як рак, діабет і розсіяний склероз.
Корисні бактерії, які з’являються в кишківнику, завдяки вживанню фруктів і овочів мають пробіотичні та оздоровчі властивості, які можуть допомогти в розвитку і зміцненні імунної системи, особливо в дитячому віці.
“У сучасних дослідженнях також підкреслюється важливість стійких сільськогосподарських практик, оскільки методи, які використовуються при вирощуванні, захисті рослин і післязбиральному обробітку, можуть впливати на мікробіоту, присутню в овочах і фруктах, що вживаються людиною, що зрештою має безпосередній вплив на склад мікробіоти кишківника людини. Тому зараз актуальним стає розробка персоналізованих дієт і рекомендацій для людини на основі унікальних мікробіомів різних фруктів і овочів, адже людина є те, що вона їсть”, – зазначає Катерина Звєрєва, посилаючись на дослідження Інституту екологічної біотехнології Технічного університету Граца (TU Graz).
Ці висновки підкреслюють критичну роль споживання фруктів та овочів у формуванні здорового мікробіома кишківника вплив сільськогосподарських практик на цей процес і потенціал для персоналізованих стратегій харчування.
Науковці вперше виявили, що понад 2% мікробів у кишківнику людини походять із фруктів та овочів. Ці рослинні мікроорганізми зберігаються протягом багатьох років, доповнюючи людські гени шляхом вироблення сполук, що сприяють зміцненню здоров’я. Бактерії, пов’язані з рослинами, мігрують у травний тракт людини й зберігаються в ньому. Це дослідження є першим доказом того, що рослинні мікроби потрапляють у кишківник людини через їжу.
У той час, як людська діяльність скорочує природні екосистеми й виснажує бактерії довкілля, зменшення кількості мікроорганізмів у свіжих продуктах може мати далекосяжні наслідки для здоров’я населення планети, про які ми тільки починаємо здогадуватися. Актуальні дослідження наголошують на тому, що фрукти та овочі є життєво важливими провідниками, які живлять екосистему кишківника людини. А інтенсивне вирощування менш багатих на мікробіом фруктів та овочів може мати негативні наслідки для здоров’я населення. Ця увага до фруктів та овочів як до життєво важливих, але вразливих каналів, якими бактерії довкілля потрапляють до нашого кишківника, має серйозні наслідки для сільського господарства, охорони природи та медицини.
Джерела:
Sessitsch, A., Wakelin, S., Schloter, M., Maguin, E., Cernava, T., Champomier-Verges, M.-C., Charles, T. C., Cotter, P. D., Ferrocino, I., Kriaa, A., Lebre, P., Cowan, D., Lange, L., Kiran, S., Markiewicz, L., Meisner, A., Olivares, M., Sarand, I., Schelkle, B., … Kostic, T. (2023). Microbiome Interconnectedness throughout Environments with Major Consequences for Healthy People and a Healthy Planet. Microbiology and Molecular Biology Reviews, 87(3). https://doi.org/10.1128/mmbr.00212-22
Wicaksono, W. A., Cernava, T., Wassermann, B., Abdelfattah, A., Soto-Giron, M. J., Toledo, G. V., Virtanen, S. M., Knip, M., Hyöty, H., & Berg, G. (2023). The edible plant microbiome: evidence for the occurrence of fruit and vegetable bacteria in the human gut. Gut Microbes, 15(2). https://doi.org/10.1080/19490976.2023.2258565
